基于光學(xué)電流互感器（OCT）的電流測(cè)控終端研制.pdf

1、我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，對(duì)電能需求日益增大，輸電網(wǎng)絡(luò)向超高壓、超大電流方向發(fā)展，傳統(tǒng)的電磁式電流互感器由于自身絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗材多，造價(jià)高，充油易爆，易受電磁干擾的缺點(diǎn)已不能滿(mǎn)足超大電流測(cè)量的要求，開(kāi)始逐漸被一種新型的電流傳感器一光學(xué)電流互感器(OCT)取代。光學(xué)電流互感器具有絕緣性能好，耗材少，造價(jià)低，安全穩(wěn)定，抗電磁干擾性能好，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前電力互感器的發(fā)展趨勢(shì)。因此，在電力自動(dòng)化領(lǐng)域中，進(jìn)行OCT具體應(yīng)用研究，對(duì)變配電站自

2、動(dòng)化設(shè)備實(shí)施OCT接口改造，符合國(guó)家安全高效節(jié)能環(huán)保的發(fā)展要求，具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。 電流測(cè)控終端的研制，是在原有的各類(lèi)測(cè)控終端的功能基礎(chǔ)上，應(yīng)用了OCT光學(xué)傳感技術(shù)和嵌入式技術(shù)，采用OCT作為傳感元件，使用32位高性能嵌入式微控制器作為中央處理單元，移植嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，嵌入TCP/IP以太網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議作為通訊鏈路，在信號(hào)傳感、模擬信號(hào)調(diào)理，數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互、軟件開(kāi)發(fā)和通信等方面進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)

3、對(duì)母線電流的智能測(cè)控、分析和數(shù)據(jù)傳輸。 論文的主要工作包括兩部分：第一部分為光學(xué)電流互感器(OCT)檢測(cè)光路及電路設(shè)計(jì)：第二部分為基于嵌入式的測(cè)控終端硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)。 第一部分包括激光發(fā)生器的選擇、驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)，光路的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和模擬信號(hào)的調(diào)理。論文在對(duì)電流測(cè)量方法進(jìn)行深入分析后，選擇無(wú)源磁光式OCT作為電流傳感元件，并針對(duì)無(wú)源磁光式OCT的特點(diǎn)，選擇1550nm的激光作為光源，設(shè)計(jì)完成激光驅(qū)動(dòng)電路，光電轉(zhuǎn)換電路、前置

4、放大電路和低通濾波電路，使用相向雙光路檢測(cè)結(jié)構(gòu)，采用兩路差分放大，差分輸出的電路處理方法放大弱小交流分量，并使用鎖相環(huán)電路解決采樣同步問(wèn)題。 第二部分包括嵌入式最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)和構(gòu)建、以太網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)、人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊設(shè)計(jì)等。本課題中采用ARM7內(nèi)核的數(shù)?；旌咸幚砥鰽DuC7026作為嵌入式微控制器，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，降低干擾；以太網(wǎng)控制器使用DM9008A；軟件開(kāi)發(fā)包括嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ和嵌入式T